JPWO2018180401A1 - 樹脂組成物、成形品、フィルムおよび多層フィルム - Google Patents

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Abstract

酸素バリア性および透明性に優れ、引張破断伸びが高い樹脂組成物、ならびに、成形品、フィルムおよび多層フィルムの提供。ポリアミド樹脂(A)20〜80質量部に対し、ポリアミド樹脂(B)80〜20質量部を含み、ポリアミド樹脂(A)は、全構成単位のうち、炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位が35モル%を超え、ポリアミド樹脂(B)は、ジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がキシリレンジアミンに由来し、ジカルボン酸由来の構成単位の、30〜70モル%が炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来し、70〜30モル%がイソフタル酸に由来し(但し、合計が100モル%を超えることはない)、かつ、リン原子を3〜300質量ppmの割合で含み、カルシウム原子をリン原子:カルシウム原子のモル比が1:0.3〜0.7となる割合で含む、樹脂組成物。

Description

本発明は、樹脂組成物、成形品、フィルムおよび多層フィルムに関する。特に、ポリアミド樹脂を用いた樹脂組成物に関する。
ポリアミド6やポリアミド66をはじめとした脂肪族ポリアミド樹脂は透明性・靱性・耐ピンホール性に優れることから、フィルムや容器に広く用いられている。しかしながら、脂肪族ポリアミド樹脂そのものの酸素バリア性はあまり高くなく、内容物が酸素に弱い食品等の場合、酸素バリア性が不足することがあった。
この酸素バリア性を補う技術として、バリア性に優れるメタキシリレンアジパミドをこれらの脂肪族ポリアミドにブレンドするという技術(特許文献1)が知られている。しかしながら、ポリアミド6やポリアミド66にメタキシリレンアジパミドをブレンドすると、パール調に白濁し、内容物の視認性が悪化するという課題があった。
また、酸素バリア性に優れたポリアミド樹脂として、キシリレンジアミンと、イソフタル酸と、アジピン酸とを反応させて得られるポリアミド樹脂が開示されている(特許文献2)。
特開平06−145513号公報 特公平7−33439号公報
上記特許文献2について検討したところ、キシリレンジアミンと、イソフタル酸と、アジピン酸との共重合比によっては、脂肪族ポリアミド樹脂にブレンドした際に、得られる成形品が白濁してしまう場合があることが分かった。また、用途によっては、高い引張破断伸びが求められる場合もある。
本発明は、上記課題を解決することを目的とするものであって、酸素バリア性および透明性に優れ、黄色度が低く、かつ、引張破断伸びが高い樹脂組成物、ならびに、前記樹脂組成物を用いた成形品、フィルムおよび多層フィルムを提供することを目的とする。
上記課題のもと、本発明者が鋭意検討を行った結果、下記手段<1>により、好ましくは、下記手段<2>〜<11>により、上記課題は解決された。
<1>ポリアミド樹脂(A)20〜80質量部に対し、ポリアミド樹脂(B)80〜20質量部を含み、前記ポリアミド樹脂(A)は、全構成単位のうち、炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位が35モル%を超え、前記ポリアミド樹脂(B)は、ジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の、30〜70モル%が炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来し、70〜30モル%がイソフタル酸に由来し(但し、合計が100モル%を超えることはない)、かつ、リン原子を3〜300質量ppmの割合で含み、カルシウム原子をリン原子:カルシウム原子のモル比が1:0.3〜0.7となる割合で含む、樹脂組成物。
<2>前記炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸が、アジピン酸を含む、<1>に記載の樹脂組成物。
<3>前記キシリレンジアミンが、メタキシリレンジアミンを含む、<1>または<2>に記載の樹脂組成物。
<4>前記ポリアミド樹脂(A)は、全構成単位の70モル%以上が炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位であるか、全構成単位の40〜60モル%が炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位であり、全構成単位の60〜40モル%が芳香族ジカルボン酸に由来する構成単位である(但し、合計が100モル%を超えることはない)、<1>〜<3>のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
<5>前記ポリアミド樹脂(A)が、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド6,66、ポリアミド6I、ポリアミド6Tおよびポリアミド6I/6Tからなる群から選択される少なくとも1種を含む、<1>〜<3>のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
<6>前記ポリアミド樹脂(B)に含まれるカルシウム原子が、次亜リン酸カルシウムに由来する、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<7><1>〜<6>のいずれか1つに記載の樹脂組成物から形成される成形品。
<8><1>〜<6>のいずれか1つに記載の樹脂組成物からなる層を有する成形品。
<9><1>〜<6>のいずれか1つに記載の樹脂組成物から形成されるフィルム。
<10><1>〜<6>のいずれか1つに記載の樹脂組成物から形成される層を有する多層フィルム。
<11>さらに、ポリオレフィン樹脂層を有する、<10>に記載の多層フィルム。
本発明により、酸素バリア性および透明性に優れ、黄色度が低く、かつ、引張破断伸びが高い樹脂組成物、ならびに、前記樹脂組成物を用いた成形品、フィルムおよび多層フィルムを提供可能になった。
本発明の多層フィルムの構成を示す概略図である。
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本発明の樹脂組成物は、ポリアミド樹脂(A)20〜80質量部に対し、ポリアミド樹脂(B)80〜20質量部を含み、前記ポリアミド樹脂(A)は、全構成単位のうち、炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位が35モル%を超え、前記ポリアミド樹脂(B)は、ジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の、30〜70モル%が炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来し、70〜30モル%がイソフタル酸に由来し、かつ、リン原子を3〜300質量ppmの割合で含み、カルシウム原子をリン原子:カルシウム原子のモル比が1:0.3〜0.7となる割合で含むことを特徴とする。但し、構成単位の合計が100モル%を超えることはない。
このような構成とすることにより、酸素バリア性および透明性に優れ、黄色度が低く、かつ、引張破断伸びが高い樹脂組成物を提供可能になる。
すなわち、ポリアミド樹脂(A)は、引張破断伸びが高く、かつ、透明性に優れる。一方、ポリアミド樹脂(B)は、透明性および酸素バリア性に優れる。しかしながら、両者が十分に相溶しなければ、透明性が劣ってしまう。本発明では、ポリアミド樹脂(A)として、炭素数が2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位を、35モル%を超えて含むポリアミド樹脂を用いることにより、それぞれの樹脂が本来的に有する、引張破断伸びおよび酸素バリア性を維持しつつ、さらに、透明性を損なわずにブレンドすることに成功したものである。さらに、ポリアミド樹脂(B)が、リン原子を3〜300質量ppmの割合で含み、カルシウム原子をリン原子:カルシウム原子のモル比が1:0.3〜0.7となる割合で含むことにより、黄色度(YI値)を低くすることができる。
<ポリアミド樹脂(A)>
本発明の樹脂組成物は、前記ポリアミド樹脂(A)は、全構成単位のうち、炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位が35モル%を超えるポリアミド樹脂(A)を含む。
ポリアミド樹脂(A)は、全構成単位の35モル%を超えて、好ましくは40モル%以上が、より好ましくは45%以上が炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位である。前記炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位の割合の上限は全構成単位の100モル%である。このように、炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位を含むことにより、ポリアミド樹脂(B)との相溶性を向上させ、得られる樹脂組成物の透明性を向上させることができる。
なお、本発明で用いるポリアミド樹脂(A)は、ポリアミド樹脂(B)に該当するものは除かれる。
前記炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位は1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
ポリアミド樹脂(A)において、炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位は、炭素数3〜6のアルキレン鎖を有する構成単位であることが好ましく、炭素数4〜6のアルキレン鎖を有する構成単位であることがより好ましい。
また、炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位は、直鎖の炭素数2〜6のアルキレン鎖と、−NH−および−CO−の少なくとも一方のみからなる構成単位であることが好ましい。
炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位は、コハク酸、エチレンジアミン、3−アミノプロパン酸、グルタル酸、トリメチルジアミン、4−アミノブタン酸、アジピン酸、テトラメチレンジアミン、5−アミノペンタン酸、ピメリン酸、ペンタメチレンジアミン、ε−カプロラクタム、6−アミノヘキサン酸、スベリン酸、ヘキサメチレンジアミン、7−アミノへプタン酸に由来する構成単位であることが好ましく、ε−カプロラクタム、アジピン酸またはヘキサメチレンジアミンに由来する構成単位であることがより好ましい。
ポリアミド樹脂(A)は、上記炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位以外の構成単位を含んでいてもよい。このような構成単位としては、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン、パラフェニレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン等の芳香族ジアミン、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸およびドデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、1,3−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,8−ナフタレンジカルボン酸および2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸に由来する構成単位が例示される。これらの中でも、芳香族ジカルボン酸に由来する構成単位が好ましく、テレフタル酸およびイソフタル酸の少なくとも1種に由来する構成単位がより好ましい。
本発明におけるポリアミド樹脂(A)の具体例としては、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド6,66、ポリアミド6I(ヘキサメチレンジアミンとイソフタル酸の共重合体)、ポリアミド6T(ヘキサメチレンジアミンとテレフタル酸の共重合体)、ポリアミド6I/6T、ポリアミド610、ポリアミド612、MXD6(ポリメタキシリレンアジパミド)およびMPXD6(ポリメタパラキシリレンアジパミド)からなる群から選択される少なくとも1種が例示され、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド6,66、ポリアミド6I、ポリアミド6Tおよびポリアミド6I/6Tからなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましい。
本発明におけるポリアミド樹脂(A)の第一の好ましい実施形態は、ポリアミド樹脂(A)は、全構成単位の70モル%以上が、好ましくは75モル%以上が、より好ましくは80モル%以上が、さらに好ましくは90モル%以上が、一層好ましくは95モル%以上が、より一層好ましくは99モル%以上が、上記炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位である形態である。本実施形態において、上記炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位以外の構成単位の具体例としては、上述の脂肪族ジアミン、芳香族ジアミン、脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸が例示される。第一の実施形態の具体例としては、ポリアミド6、ポリアミド66およびポリアミド6,66が例示される。
本発明におけるポリアミド樹脂(A)の第二の好ましい実施形態は、ポリアミド樹脂(A)は、全構成単位の40〜60モル%が、好ましくは45〜55モル%が上記炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位であり、全構成単位の60〜40モル%が、好ましくは、55〜45モル%が、芳香族ジカルボン酸に由来する構成単位である形態である。但し、合計が100モル%を超えることはない。第二の実施形態において、芳香族ジカルボン酸は、イソフタル酸およびテレフタル酸の少なくとも1種を含むことが好ましく、イソフタル酸50〜80モル%と、テレフタル酸50〜20モル%を含むことがより好ましく、イソフタル酸55〜75モル%と、テレフタル酸45〜25モル%を含むことがさらに好ましい。
本実施形態において、上記炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位および芳香族ジカルボン酸に由来する構成単位以外の構成単位の具体例としては、上述の脂肪族ジアミン、芳香族ジアミンおよび脂肪族ジカルボン酸が例示される。第二の実施形態の具体例としては、ポリアミド6I、ポリアミド6Tおよびポリアミド6I/6Tが例示される。
本発明におけるポリアミド樹脂(A)としては、上記第一の好ましい実施形態が特に好ましい。
本発明におけるポリアミド樹脂(A)の数平均分子量は5000〜100000であることが好ましい。
本発明における数平均分子量は、WO2016/084475号パンフレットの段落0029の記載に従って測定される。
<ポリアミド樹脂(B)>
本発明の樹脂組成物は、ジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の、30〜70モル%が炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来し、70〜30モル%がイソフタル酸に由来し、かつ、リン原子を3〜300質量ppmの割合で含み、カルシウム原子をリン原子:カルシウム原子のモル比が1:0.3〜0.7となる割合で含む、するポリアミド樹脂(B)を含む。但し、炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来する構成単位と、イソフタル酸に由来する構成単位の合計が100モル%を超えることはない。このようなポリアミド樹脂は、透明性および酸素バリア性に優れ、かつ、低いYI値を達成する。本発明で用いるポリアミド樹脂(B)は、通常、非晶性樹脂である。非晶性樹脂を用いることにより、透明性を向上させることができる。非晶性樹脂とは、明確な融点を持たない樹脂であり、具体的には、結晶融解エンタルピーΔHmが5J/g未満であることをいい、3J/g以下が好ましく、1J/g以下がさらに好ましい。
本発明では、ポリアミド樹脂(B)におけるジアミン由来の構成単位の70モル%以上がキシリレンジアミン(好ましくは、パラキシリレンジアミンおよび/またはメタキシリレンジアミン、より好ましくはメタキシリレンジアミン)に由来する。ジアミン由来の構成単位は、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上、一層好ましくは98モル%以上、より一層好ましくは99モル%以上が、キシリレンジアミン(好ましくは、メタキシリレンジアミン)に由来する。
キシリレンジアミン以外のジアミンとしては、パラフェニレンジアミン等の芳香族ジアミン等、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン等の脂肪族ジアミンが例示される。これらの他のジアミンは、1種のみでも2種以上であってもよい。
本発明では、ポリアミド樹脂(B)におけるジカルボン酸由来の構成単位の、30〜70モル%が炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来し、70〜30モル%がイソフタル酸に由来する。
ポリアミド樹脂(B)におけるジカルボン酸由来の構成単位を構成する全ジカルボン酸のうち、イソフタル酸の割合の下限値は、33モル%以上が好ましく、35モル%以上がより好ましく、38モル%以上がさらに好ましく、40モル%以上が一層好ましく、41モル%以上であってもよい。前記イソフタル酸の割合の上限値は、67モル%以下が好ましく、65モル%以下がより好ましく、62モル%以下が一層好ましく、60モル%以下がさらに一層好ましい。このような範囲とすることにより、ヘイズがより低下する傾向にあり好ましい。
ポリアミド樹脂(B)におけるジカルボン酸由来の構成単位を構成する全ジカルボン酸のうち、炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸の割合の下限値は、33モル%以上が好ましく、35モル%以上がより好ましく、38モル%以上がさらに好ましく、40モル%以上が一層好ましい。前記炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸の割合の上限値は、67モル%以下が好ましく、65モル%以下がより好ましく、62モル%以下が一層好ましく、60モル%以下がさらに一層好ましく、59モル%以下であってもよい。このような範囲とすることにより、樹脂組成物の酸素バリア性がより向上する傾向にある。

ポリアミド樹脂(B)における、炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸としては、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アジピン酸が例示され、アジピン酸が好ましい。炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸は、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。
ポリアミド樹脂(B)における、ジカルボン酸由来の構成単位を構成する全ジカルボン酸のうち、イソフタル酸と炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸の合計の割合は、90モル%以上であることが好ましく、95モル%以上であることがより好ましく、98モル%以上であることがさらに好ましく、100モル%であってもよい。このような割合とすることにより、本発明の樹脂組成物の透明性がより向上する傾向にある。
イソフタル酸と炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸としては、テレフタル酸や2,6−ナフタレンジカルボン酸、炭素数6〜12の脂環式ジカルボン酸等が例示される。これらの具体例としては、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸等が例示される。
なお、本発明で用いるポリアミド樹脂(B)は、ジカルボン酸由来の構成単位とジアミン由来の構成単位から構成されるが、ジカルボン酸由来の構成単位およびジアミン由来の構成単位以外の構成単位や、末端基等の他の部位を含みうる。他の構成単位としては、ε−カプロラクタム、バレロラクタム、ラウロラクタム、ウンデカラクタム等のラクタム、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸等のアミノカルボン酸等由来の構成単位が例示できるが、これらに限定されるものではない。さらに、本発明で用いるポリアミド樹脂(B)は、合成に用いた添加剤等の微量成分が含まれる。本発明で用いるポリアミド樹脂(B)は、通常、95質量%以上、好ましくは98質量%以上が、ジカルボン酸由来の構成単位またはジアミン由来の構成単位である。
本発明で用いるポリアミド樹脂(B)は、リン原子を3〜300質量ppmの割合で含み、4〜250質量ppmの割合で含むことが好ましく、20〜200質量ppmの割合で含むことがさらに好ましい。
また、本発明で用いるポリアミド樹脂(B)は、カルシウム原子を含む。カルシウム原子を含むことにより、透明性をより向上させることができる。
さらに、本発明で用いるポリアミド樹脂(B)は、カルシウム原子をリン原子:カルシウム原子のモル比が1:0.3〜0.7となる割合で含む。本発明で用いるポリアミド樹脂(B)におけるリン原子:カルシウム原子のモル比は、1:0.4〜0.6となる割合が好ましく、1:0.45〜0.55となる割合であることがさらに好ましく、1:0.48〜0.52となる割合であることが特に好ましい。
本発明で用いるポリアミド樹脂(B)は、上述のとおり、リン原子を3〜300質量ppmの割合で含み、カルシウム原子をリン原子:カルシウム原子のモル比が1:0.3〜0.7となる割合で含む。このような構成とすることにより、透明性がより高く、黄色度(YI値)がより低い樹脂組成物が得られる。さらに、加熱処理後の透明性により優れた樹脂組成物が得られる。カルシウム原子は、次亜リン酸カルシウムに由来することが好ましい。
リン原子濃度の測定方法は、後述する実施例に記載の方法に従う。カルシウム原子濃度も、リン原子濃度と同様の方法で測定される。
本発明におけるポリアミド樹脂(B)の数平均分子量は5000〜100000であることが好ましい。
<<ポリアミド樹脂(B)の製造方法>>
次に、本発明で用いるポリアミド樹脂(B)の製造方法の一例について述べる。本発明で用いるポリアミド樹脂(B)は、以下に述べる方法で製造されたポリアミド樹脂であることが好ましいが、これに限定されるものではないことは言うまでもない。
本発明で用いるポリアミド樹脂(B)の製造方法は、ジアミンとジカルボン酸を、例えば、次亜リン酸カルシウムの存在下で重縮合することを含み、前記ジアミンの70モル%以上がメタキシリレンジアミンであり、前記ジカルボン酸の30〜60モル%が炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸であり、70〜40モル%がイソフタル酸である。次亜リン酸カルシウムの存在下で合成することにより、得られるポリアミド樹脂中のリン原子濃度を所定の値とでき、黄色度(YI値)をより低下させることができ、かつ、カルシウム原子濃度を所定範囲とすることができ、透明性をより向上させることができる。なお、次亜リン酸塩の一部または全部は、重縮合時や二次加工時の酸化により、亜リン酸塩(例えば、亜リン酸カルシウム)、リン酸塩(例えば、リン酸カルシウム)、ポリリン酸塩(例えば、ポリリン酸カルシウム)等に変化する。また、その比率は、重縮合条件や重縮合時の酸素濃度等によって変化する。従って、例えば、本発明で用いるポリアミド樹脂(B)がカルシウム原子やリン原子を含んでいても、次亜リン酸カルシウムが全く存在しない場合もあろう。
重縮合は、通常、溶融重縮合法であり、溶融させた原料ジカルボン酸に原料ジアミンを滴下しつつ加圧下で昇温し、縮合水を除きながら重合させる方法、もしくは、原料ジアミンと原料ジカルボン酸から構成される塩を水の存在下で、加圧下で昇温し、加えた水および縮合水を除きながら溶融状態で重合させる方法が好ましい。
本発明では、次亜リン酸カルシウムをポリアミド樹脂(B)に含まれるリン原子濃度が3〜300質量ppmとなる割合で添加することが好ましい。より好ましい範囲は、上述のポリアミド樹脂(B)に含まれるリン原子の割合の好ましい範囲と同様の割合となる範囲である。
また、重縮合時には、次亜リン酸カルシウムと併用して他のアルカリ金属化合物を添加してもよい。アルカリ金属化合物を添加することにより、アミド化反応速度を調整することが可能になる。アルカリ金属化合物としては、酢酸ナトリウムが例示される。アルカリ金属化合物を配合する場合、アルカリ金属化合物/次亜リン酸カルシウムのモル比は0.5〜2.0であることが好ましい。

その他重合条件については、特開2015−098669号公報や国際公開WO2012/140785号パンフレットの記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
また、ジアミン、ジカルボン酸等の詳細は、上述のポリアミド樹脂の所で述べたものと同義であり、好ましい範囲も同様である。
<ポリアミド樹脂(A)とポリアミド樹脂(B)のブレンド比>
酸素バリア性および引張破断伸びの観点から、樹脂組成物は、ポリアミド樹脂(A)20〜80質量部に対し、ポリアミド樹脂(B)80〜20質量部を含み、ポリアミド樹脂(A)23〜77質量部に対し、ポリアミド樹脂(B)77〜23質量部を含むことが好ましく、ポリアミド樹脂(A)35〜77質量部に対し、ポリアミド樹脂(B)65〜23質量部を含むことがより好ましく、ポリアミド樹脂(A)45〜77質量部に対し、ポリアミド樹脂(B)55〜23質量部を含むことがさらに好ましく、ポリアミド樹脂(A)45〜65質量部に対し、ポリアミド樹脂(B)55〜35質量部を含むことが一層好ましく、ポリアミド樹脂(A)45〜60質量部に対し、ポリアミド樹脂(B)55〜40質量部を含むことがより一層好ましく、ポリアミド樹脂(A)45〜55質量部に対し、ポリアミド樹脂(B)55〜45質量部を含むことがさらに一層好ましい。
ポリアミド樹脂(A)およびポリアミド樹脂(B)は、それぞれ1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。

本発明の樹脂組成物は、上記ポリアミド樹脂(A)およびポリアミド樹脂(B)以外の他のポリアミド樹脂を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。他のポリアミド樹脂としては、具体的には、ポリアミド11、ポリアミド12、MXD10(ポリメタキシリレンセバサミド)、MPXD10(ポリメタパラキシリレンセバサミド)およびPXD10(ポリパラキシリレンセバサミド)が例示される。これらの他のポリアミド樹脂は、それぞれ、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。
本発明の樹脂組成物は、上記ポリアミド樹脂(A)およびポリアミド樹脂(B)以外の他のポリアミド樹脂を実質的に含まないことが好ましい。実質的に含まないとは、本発明の樹脂組成物に含まれるポリアミド樹脂のうち、上記ポリアミド樹脂(A)およびポリアミド樹脂(B)以外の他のポリアミド樹脂の割合が3質量%以下であることをいい、1質量%以下であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物は、上記ポリアミド樹脂以外の成分を含んでいてもよい。上記ポリアミド樹脂以外の成分としては、充填剤、艶消剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、難燃剤、帯電防止剤、着色防止剤、ゲル化防止剤、耐衝撃改良剤、滑剤、着色剤、導電性添加剤等が挙げられる。これらの添加剤は、それぞれ、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。
本発明の樹脂組成物は、ケイ酸塩を実質的に含まない方が好ましい。ケイ酸塩を実質的に含まない構成とすることにより、透明性をより向上させることができる。ケイ酸塩を実質的に含まないとは、ケイ酸塩の含有量が樹脂組成物の0.01質量%未満であることをいい、0.001質量%以下であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物は、100μm厚さの単層フィルムに成形した時のヘイズを2.5%以下とすることができ、さらには1.0%以下とすることができ、特には0.7%以下とすることもできる。ヘイズの下限値は0%が望ましいが、0.1%以上、さらには0.2%以上でも十分に要求性能を満たし得る。ヘイズは、後述する実施例に記載の方法に従って測定される。
本発明の樹脂組成物は、100μm厚さの単層フィルムに成形した時の酸素透過率(OTR)を、10cc/(m・day・atm)以下とすることができる。酸素透過率の下限値は0cc/(m・day・atm)が望ましいが、0.5cc/(m・day・atm)以上でも十分に要求性能を満たし得る。酸素透過率(OTR)は、後述する実施例に記載の方法に従って測定される。
本発明の樹脂組成物は、100μm厚さの単層フィルムに成形し、JIS K7127に従って23℃、相対湿度(RH)50%の雰囲気下、引張速度50mm/分にて測定した引張破断伸びを5%以上とすることができ、さらには、70%以上、100%以上とすることができる。前記引張破断伸びの上限は特に定めるものではないが、例えば、300%以下でも十分に要求性能を満たし得る。引張破断伸びは、後述する実施例に記載の方法に従って測定される。
本発明の樹脂組成物は、100μm厚さの単層フィルムに成形した時のYI値を5.0以下とすることができ、さらには3.3以下、2.5以下、2.0以下とすることができる。YI値の下限値は0が理想であるが、例えば、0.5以上、さらには1.0以上であっても十分に要求性能を満たし得る。YI値は後述する実施例に記載の方法に従って測定される。
<成形品>
本発明は、また、本発明の樹脂組成物から形成される成形品に関する。さらに、本発明は、本発明の樹脂組成物からなる層を有する成形品に関する。すなわち、本発明の樹脂組成物は、各種成形品に成形加工することができる。本発明の樹脂組成物を用いた成形品の製造方法は、特に制限されず、熱可塑性樹脂について一般に使用されている成形方法、すなわち、射出成形、中空成形、押出成形、プレス成形などの成形方法を適用することができる。
本発明の樹脂組成物および成形品は、自動車等輸送機部品、一般機械部品、精密機械部品、電子・電気機器部品、OA機器部品、建材・住設関連部品、医療装置、レジャースポーツ用品、遊戯具、医療品や食品等の容器、防衛および航空宇宙製品等に広く用いられる。
成形品としては、単層フィルム(単層シートを含む趣旨である)、多層フィルム(多層シートを含む趣旨である)、繊維、糸、モノフィラメント、マルチフィラメント、ロープ、チューブ、ホース、各種成形材料、容器、各種部品、完成品、筐体等が例示される。さらに成形品(特に、フィルム、モノフィラメント、マルチフィラメント)は、延伸してもよい。
<<フィルム>>
本発明は、本発明の樹脂組成物から形成されるフィルムに関する。本発明のフィルムは、単層フィルムとして用いることができる。単層フィルムとしては、厚さを、5〜1000μmとすることができ、さらには、15〜500μmとすることもでき、特には、50〜200μmとすることもできる。
単層フィルムは、ラップ、シュリンクフィルム、あるいは各種形状のパウチ、容器の蓋材、ボトル、カップ、トレイ、チューブ等の包装容器に好ましく利用できる。容器の詳細は後述する。
<<多層フィルム>>
本発明は、本発明の樹脂組成物から形成される層を有する多層フィルムに関する。前記多層フィルムは、さらに、ポリオレフィン樹脂層を有することが好ましい。
具体的には、本発明の多層フィルムは、本発明の樹脂組成物を用いてなる単層フィルムと、他の樹脂フィルムとの多層フィルムが例示される。他の樹脂フィルムを構成する樹脂としては、本発明の樹脂組成物以外のポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂が例示され、ポリオレフィン樹脂が好ましく、ポリプロピレン樹脂およびポリエチレン樹脂がより好ましい。
これらの多層フィルムは、本発明の樹脂組成物と、他の樹脂を主成分とする樹脂組成物を共押出して製造する方法、本発明の樹脂組成物を用いてなる単層フィルムと、他の樹脂フィルムを接着剤等で貼り合わせる方法等が例示される。
多層フィルムは、ラップ、シュリンクフィルム、あるいは各種形状のパウチ、容器の蓋材、ボトル、カップ、トレイ、チューブ等の包装容器に好ましく利用できる。容器の詳細は後述する。
図1は、本発明の多層フィルムの一例であって、1はポリオレフィン樹脂層であり、2は接着層であり、3は中間層(本発明の樹脂組成物から形成される層)であり、4は接着層であり、5はポリオレフィン樹脂層である。図1において、ポリオレフィン樹脂層1とポリオレフィン樹脂層5はそれぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、図1において、接着層2と接着層4はそれぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
ポリオレフィン樹脂層は、ポリプロピレン樹脂層またはポリエチレン樹脂層であることが好ましい。ポリオレフィン樹脂層の厚さは、10〜500μmであることが好ましく、20〜100μmであることがより好ましい。
本発明の多層フィルムの総厚みは、0.1〜2.5mmが好ましい。
接着層は、接着性を有する熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。接着性を有する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂をアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸等の酸で変性した酸変性ポリオレフィン樹脂、ポリエステル系ブロック共重合体を主成分とした、ポリエステル系熱可塑性エラストマーが挙げられる。
接着層の厚みは、実用的な接着強度を発揮しつつ成形加工性を確保するという観点から、好ましくは2〜100μm、より好ましくは5〜90μm、さらに好ましくは10〜80μmである。
<<容器>>
本発明の樹脂組成物は、単層または多層の容器に好ましく用いられる。容器の形状は特に限定されず、例えば、ボトル、カップ、チューブ、トレイ、タッパウェア等の成形容器であってもよく、また、パウチ、スタンディングパウチ、ジッパー式保存袋等の袋状容器であってもよい。また、多層容器がフランジ部分を有する場合には、そのフランジ部分にイージーピール機能を付与するための特殊加工を施してもよい。
多層容器としては、本発明の樹脂組成物を用いてなる層と、他の樹脂層等からなる容器が例示される。このような多層容器は、押出成形、押出・吹込み成形等の任意の方法により製造することができる。例えば、3台の押出機、フィードブロック、Tダイ、冷却ロール、巻き取り機等を備えた多層シート製造装置を用い、1台目の押出機からポリオレフィン樹脂(例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂など)を主成分とする組成物を、2台目の押出機から接着性樹脂を、3台目の押出機から本発明の樹脂組成物をそれぞれ押し出し、フィードブロックを介してポリオレフィン樹脂層/接着層/本発明の樹脂組成物からなる層(中間層)/接着層/ポリオレフィン樹脂層の3種5層構造の多層シートを製造し、これを加熱軟化した後、真空、圧空、または真空と圧空を併用した熱成形法によってシートを金型に密着させて容器形状に成形し、これをトリミングして容器を得る方法が挙げられる。ここで、熱成形時のシート表面温度としては、賦形性の観点から、130〜200℃の範囲が好ましく、150〜180℃の範囲がより好ましい。なお、多層シート製造装置や容器の成形方法についてはこれらに限定されるものではなく、任意の方法を適用することができる。
容器(好ましくは多層容器)は顧客の購入意欲を高めるために内容物を可視化したい様々な物品を収納、保存することができる。例えば、水産加工品、畜産加工品、飯類、液体食品が挙げられる。特に加熱殺菌処理温度が100℃以上と高く、酸素の影響を受けやすい食品の保存に適している。これらの詳細は、特開2011−37199号公報の段落0032〜0035の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
ポリアミド樹脂(A)
ポリアミド6(PA6):宇部興産社製、宇部ナイロン 1022B
ポリアミド6,66(PA6,66):DSM社製、Novamid 2030FC
ポリアミド6I/6T(PA6I/6T):EMS−GRIVORY社製、Grivory G21、イソフタル酸とテレフタル酸のモル比率は2:1である。
ポリアミド樹脂(B)
<合成例B−1>
以下の方法に従って表1に示すポリアミド樹脂B−1を合成した。
撹拌機、分縮器、全縮器、温度計、滴下ロートおよび窒素導入管、ストランドダイを備えた反応容器に、精秤したアジピン酸7,000g(47.90mol)、イソフタル酸5,305g(31.93mol)、次亜リン酸カルシウム(Ca(HPO))1.67g(ポリアミド樹脂中のリン原子濃度として30質量ppm)、酢酸ナトリウム1.07gを入れ、十分に窒素置換した後、窒素を内圧0.4MPaまで充填し、さらに少量の窒素気流下で系内を撹拌しながら190℃まで加熱した。酢酸ナトリウム/次亜リン酸カルシウムのモル比は1.33とした。
これにメタキシリレンジアミン10,819g(79.43mol)を撹拌下に滴下し、生成する縮合水を系外へ除きながら系内を連続的に昇温した。メタキシリレンジアミンの滴下終了後、内温を上昇させ、255℃に達した時点で反応容器内を減圧にし、さらに内温を上昇させて260℃で10分間、溶融重縮合反応を継続した。その後、系内を窒素で加圧し、得られた重合物をストランドダイから取り出して、これをペレット化し、約21kgのポリアミド樹脂ペレットB−1を得た。
樹脂B−1は、昇温過程における結晶融解エンタルピーΔHmがほぼ0J/gであり、非晶性であることが分かった。
得られたポリアミド樹脂ペレットを用い、後述する評価方法に従って評価した。
<合成例B−2>
合成例B−1において、アジピン酸とイソフタル酸のモル比率が50:50となるように調整し、他は同様に行ってポリアミド樹脂B−2を得た。
樹脂B−2は、昇温過程における結晶融解エンタルピーΔHmがほぼ0J/gであり、非晶性であることが分かった。
<合成例B−3>
合成例B−1において、アジピン酸とイソフタル酸のモル比率が40:60となるように調整し、他は同様に行ってポリアミド樹脂B−3を得た。
樹脂B−3は、昇温過程における結晶融解エンタルピーΔHmがほぼ0J/gであり、非晶性であることが分かった。
<合成例B−4>
合成例B−1において、アジピン酸とイソフタル酸のモル比率が50:50となるように調整し、メタキシリレンジアミンを等量のキシリレンジアミン混合物(メタキシリレンジアミンとパラキシリレンジアミンからなり、そのモル比率が70:30)に変更し、さらに、次亜リン酸カルシウムの添加量を、得られるポリアミド樹脂が表2に示す通りとなる量に変更し、他は同様に行ってポリアミド樹脂B−4を得た。
樹脂B−4は、昇温過程における結晶融解エンタルピーΔHmがほぼ0J/gであり、非晶性であることが分かった。
<合成例B−5>
合成例B−1において、アジピン酸とイソフタル酸のモル比率が100:0となるように調整し、さらに、次亜リン酸カルシウムの添加量を、得られるポリアミド樹脂が表3−1に示す通りとなるように変更し、他は同様に行ってポリアミド樹脂B−5を得た。
<合成例B−6>
合成例B−1において、アジピン酸とイソフタル酸のモル比率が75:25となるように調整し、他は同様に行ってポリアミド樹脂B−6を得た。
<合成例B−7>
合成例B−1において、アジピン酸とイソフタル酸のモル比率が25:75となるように調整し、さらに、次亜リン酸カルシウムの添加量を、得られるポリアミド樹脂が表3−2に示す通りとなるように変更し、他は同様に行ったが、合成できなかった。
<合成例B−8>
合成例B−1において、酢酸ナトリウムおよび次亜リン酸カルシウムを配合せず、他は同様に行ってポリアミド樹脂B−8を得た。
<合成例B−9>
合成例B−1において、次亜リン酸カルシウムの添加量を、得られるポリアミド樹脂が表3−2に示す通りとなるように変更し、他は同様に行ってポリアミド樹脂B−9を得た。
<合成例B−10>
合成例B−1において、次亜リン酸カルシウムの代わりに次亜リン酸ナトリウムを用い、次亜リン酸ナトリウムの添加量を、得られるポリアミド樹脂が表3−2に示す通りとなるように調整し、他は同様に行ってポリアミド樹脂B−10を得た。
<リン原子濃度の測定方法>
ポリアミド樹脂0.2gと35質量%硝酸水溶液8mLをTFM変性PTFE(3M社製)容器に入れ、マイルストーンゼネラル(株)製、ETHOS Oneを用いて内部温度230℃で30分間、マイクロウエーブ分解を行った。分解液を超純水で定容し、ICP測定溶液とした。(株)島津製作所製、ICPE−9000を用いて、リン原子濃度を測定した。
実施例1−1
<単層フィルムの作製>
表1に示すポリアミド樹脂(A)およびポリアミド樹脂(B)をドライブレンドし、その後、Tダイ付き単軸押出機(プラスチック工学研究所社製、PTM−30)に供給し、混練した。押出温度260℃にて押出し、厚み100μmの単層フィルムを作製した。
なお、表1は、質量比で示している(表2以降の表についても同じ)。
<透明性の評価>
上記で得られた単層フィルムについて、ヘイズ(HAZE)を測定した。ヘイズの測定は、JIS K7136に準じて行った。
<酸素バリア性の評価>
上記で得られた単層フィルムについて、23℃、相対湿度(RH)90%の雰囲気下、等圧法にて、酸素透過率(OTR)を測定した。
酸素透過率(OTR)は、酸素透過率測定装置(MOCON社製、製品名:「OX−TRAN(登録商標) 2/21」)を使用して測定した。
<引張破断伸び>
上記で得られた単層フィルムについて、JIS K7127に従って、23℃、相対湿度(RH)50%の雰囲気下、引張速度50mm/分にて引張破断伸びを測定した。単位は、%で示した。
<YI値の測定方法>
上記で得られた単層フィルムについて、黄色度(YI値)を測定した。測定装置は、色彩・濁度測定器(日本電色工業(株)製、製品名:「COH−300A」)を使用した。
実施例1−2〜1−10および比較例1−1〜1−11
実施例1において、表1〜表3−2に示す通り変更し、他は同様に行って実施例1−2〜1−10および比較例1−1〜1−11のフィルムを得た。実施例1−1と同様に評価した。
Figure 2018180401
Figure 2018180401
Figure 2018180401
Figure 2018180401
上記表1〜表3−2におけるppmは、質量ppmである(表4についても同じ)。
上記表から明らかなとおり、本発明のポリアミド樹脂組成物を用いた場合、得られるフィルムは、透明性および酸素バリア性に優れ、かつ、引張破断伸びにも優れていた(実施例1−1〜実施例1−10)。
一方、ポリアミド樹脂(B)を含まない場合(比較例1−1)や、ポリアミド樹脂(B)を含むものの含有割合が少なすぎる場合(比較例1−7)、酸素透過率の値が高くなってしまった。また、ポリアミド樹脂(B)がイソフタル酸を含まない場合(比較例1−2〜比較例1−4)や、イソフタル酸を含んでいても、その含有割合が少ない場合(比較例1−5)、酸素バリア性および透明性が劣る結果となった。一方、ポリアミド樹脂(B)におけるイソフタル酸の割合が多すぎる場合(比較例1−6)、合成ができなかった。また、ポリアミド樹脂(B)の含有割合が多すぎる場合(比較例1−8)、引張破断伸びが低くなってしまった。さらに、ポリアミド樹脂(B)がリン原子を含まない場合、YI値が高くなってしまった(比較例1−9)。一方、ポリアミド樹脂(B)のリン原子濃度が300質量ppmを超える場合(比較例1−10)、透明性(ヘイズ)が劣ってしまった。また、カルシウム原子を含まない場合、YI値が高くなるとともに、ヘイズも劣ってしまった。
実施例2−1
<多層フィルムの作製>
3台の単軸押出機と3種5層のフィードブロックを備えた多層フィルム成形機にて、ポリオレフィン樹脂層の押出温度を240℃、接着層の押出温度を230℃、中間層の押出温度を260℃とし、層構成パターンAの構成の多層フィルムを得た。
層構成Aは下記の通りである。
ポリエチレン樹脂層/接着層/中間層/接着層/ポリエチレン樹脂層
厚さは、順に、30/20/100/20/30である(単位:μm)。
ポリエチレン樹脂:日本ポリエチレン社製 ノバテックLL UF240
接着層を構成する樹脂:三菱化学社製、モディックM545、酸変性ポリオレフィン樹脂
中間層を構成する樹脂:表4に記載のとおり
<透明性の評価>
上記で得られた多層フィルムについて、ヘイズ(HAZE)を測定した。ヘイズの測定は、JIS K7136に準じて行った。
<ボイル後の透明性の評価>
上記で得られた多層フィルムを、90℃で30分間ボイル処理を行った。その後、ヘイズ(HAZE)を測定した。ヘイズの測定は、JIS K7136に準じて行った。
<酸素バリア性の評価>
上記で得られた多層フィルムについて、23℃、相対湿度(RH)90%の雰囲気下、等圧法にて、酸素バリア性を測定した。
酸素バリア性は、酸素透過率測定装置(MOCON社製、製品名:「OX−TRAN(登録商標) 2/21」)を使用して測定した。
実施例2−2〜実施例2−6
実施例2−1において、表4に示す通り、変更し、他は同様に行って実施例2−2〜実施例2−6の多層フィルムを得た。実施例2−1と同様に評価した。
層構成Bは、以下の通りである。
ポリプロピレン樹脂層/接着層/中間層/接着層/ポリプロピレン樹脂層
厚さは、順に、30/20/100/20/30である(単位:μm)。
ポリプロピレン樹脂:日本ポリプロ社製、ノバテックPP FY6C
接着層を構成する樹脂:三菱化学社製、モディックP604V、酸変性ポリオレフィン樹脂
中間層を構成する樹脂:表4に記載のとおり
Figure 2018180401
上記結果から明らかなとおり、本発明の多層フィルムは、透明性および酸素バリア性に優れていた。特に、ボイル処理後の透明性にも優れていた。
1 ポリオレフィン樹脂層
2 接着層
3 中間層
4 接着層
5 ポリオレフィン樹脂層

Claims (11)

  1. ポリアミド樹脂(A)20〜80質量部に対し、ポリアミド樹脂(B)80〜20質量部を含み、
    前記ポリアミド樹脂(A)は、全構成単位のうち、炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位が35モル%を超え、
    前記ポリアミド樹脂(B)は、ジアミン由来の構成単位と、ジカルボン酸由来の構成単位から構成され、前記ジアミン由来の構成単位の70モル%以上がキシリレンジアミンに由来し、前記ジカルボン酸由来の構成単位の、30〜70モル%が炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来し、70〜30モル%がイソフタル酸に由来し(但し、合計が100モル%を超えることはない)、かつ、リン原子を3〜300質量ppmの割合で含み、カルシウム原子をリン原子:カルシウム原子のモル比が1:0.3〜0.7となる割合で含む、樹脂組成物。
  2. 前記炭素数4〜8のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸が、アジピン酸を含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3. 前記キシリレンジアミンが、メタキシリレンジアミンを含む、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
  4. 前記ポリアミド樹脂(A)は、全構成単位の70モル%以上が炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位であるか、全構成単位の40〜60モル%が炭素数2〜6のアルキレン鎖を有する構成単位であり、全構成単位の60〜40モル%が芳香族ジカルボン酸に由来する構成単位である(但し、合計が100モル%を超えることはない)、請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  5. 前記ポリアミド樹脂(A)が、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド6,66、ポリアミド6I、ポリアミド6Tおよびポリアミド6I/6Tからなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  6. 前記ポリアミド樹脂(B)に含まれるカルシウム原子が、次亜リン酸カルシウムに由来する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂組成物から形成される成形品。
  8. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂組成物からなる層を有する成形品。
  9. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂組成物から形成されるフィルム。
  10. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂組成物から形成される層を有する多層フィルム。
  11. さらに、ポリオレフィン樹脂層を有する、請求項10に記載の多層フィルム。
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